探讨森林生态系统固碳与水分利用之间的平衡对于森林的可持续经营和水资源保护尤为重要。本论文主要以长白山阔叶红松林区森林植被为研究对象,通过样地调查、模型模拟以及遥感观测数据与空间分析等方法,在样地尺度和景观尺度上分别探究了森林植被的碳水平衡规律以及受林分状况和环境因子的影响机制。研究主要针对两个问题:（1）森林生态系统的碳、水通量随林分发育具有怎样的律动平衡关系?（2）驱动景观尺度森林碳水平衡关系时空变异的影响因子有哪些?主要研究结果概述如下:（1）12块不同林龄序列阔叶红松林的林分密度随林分发育从幼龄至中龄迅速下降,在生长后期,林分密度基本达到稳定。各林分的径级结构除幼龄阔叶红松林外,均呈明显的倒“J”型分布,反映了各样地具备良好的天然更新条件。乔木层的丰富度指数、Shannon-Wiener指数和均匀度指数总体上随林分的发育先增加后下降,在四个龄组间以中龄林最高,成熟林最低。各林分的生物量随林龄增长总体呈增加趋势,从幼龄时期的184.27 t·hm^-2增加到老龄阔叶红松林的472.14 t·hm^-2,增加了约2.56倍。（2）在运用Biome-BGC模型对阔叶红松林进行碳、水通量模拟时,模拟净初级生产力（NPP）的不确定性高于模拟蒸散（ET）,阔叶树NPP和ET对生理生态参数的敏感性总体上小于红松。影响红松和阔叶树NPP的共同敏感参数有:叶片碳氮比、细根碳氮比、比叶面积（SLA）和冠层截留系数;而影响ET的高敏感参数有细根与叶片碳分配比,新茎与新叶碳分配比和SLA。此外,核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶中叶氮含量、叶片与细根周转率、所有叶面积与投影叶面积之比等也是对模拟结果有影响的重要参数,其敏感程度随物种和研究区不同而不同。（3）利用树木年轮指数对模型结果的验证表明,Biome-BGC模型能够较好地模拟阔叶红松林NPP的时间动态。模型模拟NPP与MODIS NPP的吻合性较高,而模拟ET值则较MODISET的结果有所低估,偏差较大些。基于模型模拟得到的不同林龄序列阔叶红松林的NPP和ET均随林龄的增长先增加后下降,在中龄林时达到最高。4种阔叶红松林发育动态情景模式下的碳水通量特征研究表明:在起始状态为人工栽植红松林的自然发育和发育过程中经人为采伐控制的两种模式下,成熟林时期的WUE最高。而在起始状态为天然次生白桦林的自然发育过程和经人为采伐动态控制的两种情景下,幼龄期的WUE为最佳。（4）景观尺度上,露水河林区森林植被NPP、ET和WUE在2000-2014年的年平均值分别为 453.8 g C·m^-2·a^-1,581.5 mm·a^-1 和 0.79 g C·m^-2.mm-1,NPP 和 WUE 总体呈增加趋势,ET呈不明显下降趋势。NPP、ET和WUE的空间变异受林分类型、龄组、更新方式、林分密度和温度变量的影响显著。三种植被类型间的年均NPP、ET和WUE差异显著,针叶林的NPP和WUE最高,ET最低;其次是针阔混交林,而阔叶林的NPP和WUE最低,ET最高。针叶林和针阔混交林的NPP和WUE随龄组的增加而增加,ET随龄组的增加而降低,且在针叶林和针阔混交林中,天然起源的林分NPP和WUE显著高于人工林,但在阔叶林中,二者没有显著差异。总体研究表明:林分类型和龄组是影响森林碳水平衡的关键因素,加强对成熟针叶林的保育以及对人工林的近自然经营可为保障温带地区森林生态系统的固碳和节水提供良好选择。